Полностью автоматическая регулировка соотношения топлива и воздуха: экономия денег и польза для окружающей среды
1. Международные и отечественные тенденции системы сжигания и контроля:
1. Европейские и американские страны, представляющие передовые мировые технологии сжигания – безопасные, эффективные, экологически чистые и автоматические.
Все горелки регулируются дифференциальным, интегральным расчетом или более сложными расчетными инструментами (такими как: пропорциональный регулятор, ПЛК, крупномасштабное компьютерное управление и т. д.), по температуре воды на выходе из котла, давлению пара, расходу пара, содержанию кислорода в обнаружение дымовых газов, системы водоснабжения котла и других факторов, синхронная и непрерывная динамическая регулировка объема топлива и объема распределения воздуха. Одним словом, только тогда, когда условия горения регулируются синхронно и непрерывно с изменениями условий котла и выбросов дымовых газов, можно достичь эффекта высокой эффективности и защиты окружающей среды.
Стандарт горелки ЕС предусматривает, что горелка должна иметь: обнаружение давления ветра, обнаружение пламени, защиту от пламени, защиту от высокого давления газа, защиту от низкого давления газа, защиту от утечки газа, защиту от температуры выхлопных газов и т. д., а также требует, чтобы горелка и котел избыточное давление, избыточное давление, температура, уровень воды, непрерывная подача воды, температура выхлопных газов и т. д. заблокированы для защиты.При отказе котла горелка должна одновременно прекратить работу.
2. Внутреннее состояние и тенденция развития
В настоящее время существует три типа систем сгорания: полностью ручное управление, полностью автоматический позиционный тип и полностью автоматическая пропорциональная регулировка.
Полностью ручное управление: этот метод сжигания заключается в том, что топливо или газ сжигаются с фиксированной скоростью потока, а воздух смешивается с фиксированной скоростью потока.Он в основном распространен на крупных нефтяных месторождениях, таких как Дацин, Шэнли, Ляохэ и Западный Китай. топливом в основном является сырая нефть, а некоторые из них - тяжелая нефть; это метод сжигания, который фокусируется только на эффектах сгорания, а не на эксплуатационных расходах и безопасности, что приводит к большому количеству потерь энергии и несчастных случаев; в новой ситуации доминирует рыночная экономика преимущества, такие системы сжигания постепенно отдают предпочтение умным пользователям. Откажитесь, например: паровой котел 40T нефтеперерабатывающего завода Шэнхуа нефтяного университета (Дунъин) после тщательной демонстрации решил принять усовершенствованную систему сжигания - импортную смешанную масляно-газовую горелку.
Полностью автоматический тип положения: этот тип системы сгорания имеет все функции автоматической защиты и безопасности, но регулировка топлива и воздуха является одноступенчатой, двухступенчатой или трехступенчатой регулировкой, которая подходит для небольших котлов или промышленных печей.
Полностью автоматическая пропорциональная регулировка: использование пропорциональных регуляторов, ПЛК, DCS, BLM и т. д. для реализации логических расчетов соотношения топливно-воздушной смеси, реального и полного сгорания, максимальной экономии энергии и защиты окружающей среды. Отечественные типовые примеры: 6 котлов мощностью 114 МВт Пекинской теплоэлектростанции Шуанъюшу, котлы мощностью 35 тонн компании Shanghai Jinshan Petrochemical Co., Ltd., котлы мощностью 35 тонн Тяньцзиня № 1.
Рациональное использование энергии и защита окружающей среды являются важными вопросами национальной политики устойчивого развития в 21 веке.С развитием научных знаний и концепций активно продвигаются и применяются передовые системы сжигания.
3. Ассоциации промышленных котлов поручено соответствующими государственными ведомствами разработать «Стандарты автоматического управления жидкотопливными газовыми котлами». В это время по всей стране будет организована широкомасштабная деятельность по проверке безопасности нефтяных и газовых котлов.
2. Экономические преимущества системы сжигания с пропорциональной регулировкой:
1. Высокоэффективный и энергосберегающий режим работы котла: При условии выполнения технических требований он должен работать непрерывно с максимально малой нагрузкой. Это позволит сэкономить эксплуатационные расходы, а также продлить срок службы котла. Этот режим работы и его преимущества уже давно подтверждены и популяризированы многими пользователями и экспертами в Пекине.Одно только это позволяет экономить энергию на 8-15%, и реализовать такой режим работы может только система сжигания с пропорциональной регулировкой.
2. Эффективность сгорания: 99,9%, а именно: полное сгорание. (Полностью ручная система сжигания не может быть отрегулирована сложными изменениями нагрузки и изменениями содержания кислорода в дымовых газах. По опыту, ее эффективность сгорания обычно составляет около 85%)
3. Несколько параметров, влияющих на полное сгорание:
3.1 Температура и расход воздуха для горения
3.2 Меньший расход и коэффициент избытка воздуха для горения, например, природный газ теоретически расходует 8,4-9,9 куб воздуха на кубометр, коэффициент избытка 1,05-1,2, мазут теоретически расходует 10,6 куб воздуха на килограмм
3.3 Скорость и поток дымовых газов
3.4 Тип топлива, скорость впрыска, угол впрыска, теплота сгорания, состав и т. д.
3.5 Конструктивный тип котла
4. На примере тяжелой нефти рассчитать удельный расход нефти на тонну пара:
4.1 Теплотворная способность мазута обычно составляет 9700 ккал/кг.
4.2 При температуре перегретого пара 350 °С и плотности 15 кгс/см2 его теплотворная способность составляет 3139 кДж/кг, следовательно, теплотворная способность 1 т пара составляет:
Q=3139×1000／4,2=74,7×104 ккал
4.3 Тепловой КПД котла составляет 90 %, а расход масла на тонну пара составляет:
w=74,7×104 ккал÷9700÷0,9÷99,9%=86,1 кг
5. Сравнение экономических преимуществ системы сжигания с ручным управлением:
5.1 Для системы ручного сжигания в качестве примера возьмем мазут, расход масла на тонну пара:
вес=74,7×104÷9700÷85%÷90%=100,7 кг
5.2 Экономия топлива: одна тонна пара экономит 14,6 кг
(100,7-86,1) ÷ 100,7×100%=14,5%
5.3 Паровой котел на 20 т экономит топливо ежегодно, на примере мазута: 200 т пара требуется каждый день, и он работает в течение 300 дней.
200×14,6×300＝876000кг=876т
5.4 Ежегодно экономить 876 тонн мазута из расчета 1 500 юаней за тонну, 1 500×876=1 314 000=1 314 000 юаней.
6. Ущерб и увеличение стоимости, вызванные неполным сгоранием:
6.1 Мазут сгорает не полностью, а в дымовых газах образуется сажа, так как выжечь высокомолекулярные углеводороды относительно трудно.Если подача воздуха недостаточна или смесь частиц масла и воздуха неоднородна, высокомолекулярные углеводороды при высокой температуре и недостатке кислорода.При определенных условиях происходит крекинг, и технический углерод разлагается.Технический углерод представляет собой твердую частицу с размером частиц менее 1 мкм.Его химические свойства неактивны, а горение медленное. Поэтому после получения технического углерода его часто трудно выжечь.В тяжелых случаях несгоревший технический углерод попадет в дымовые газы и заставит дымоход испускать черный дым.
Компоненты битума в тяжелой нефти также будут разлагаться на твердый нефтяной кокс из-за недостатка кислорода. После разрушения нефтяного кокса он превращается в частицы кокса, которые также нелегко сжечь.Видно, что важной проблемой при сжигании мазута является необходимость своевременной подачи воздуха, необходимого для горения.
6.2 Неполное сгорание мазута, летучая зола, сажа, частицы кокса и подобные смолистые вещества будут смешиваться и прикрепляться к водяной стенке или пучку конвекционных труб, со временем образуя слой теплоизоляции, что значительно снижает тепловую эффективность Очистка котла увеличивает эксплуатационные расходы и вызывает неравномерный нагрев котла, сокращая срок службы котла.
6.3 Распределение воздуха ручной системы сжигания является первичным воздухом и не может быть отрегулировано автоматически.Это приведет к высокой температуре в области корня пламени и сильному тепловому излучению, что повысит температуру масляного сопла. нагревается до высокой температуры, будет осаждаться углерод, тем самым блокируя сопло и увеличивая расход топлива.Износ большого сопла ускорит повреждение распылителя, что приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание, что является большим препятствием для повышение производственных мощностей предприятий непрерывного производства.
Резюме: Своевременно подавайте соответствующее количество воздуха в различные зоны, чтобы избежать сажи, вызванной высокой температурой и недостатком кислорода, и обеспечить полное сгорание масла с наименьшим количеством избыточного воздуха. Вышеуказанные требования к сжиганию мазута достигаются горелкой. Масляная горелка в основном состоит из распылителя масла и регулятора подачи воздуха. Мазут распыляется на мелкие частицы масла через распылитель, распыляется в топку под определенным углом распыления и смешивается с потоком воздуха с определенной формой распределения скоростей, подаваемым через регулятор воздуха. Взаимодействие между масляным распылителем и регулятором воздуха должно обеспечивать своевременную подачу большей части воздуха, необходимого для горения, из корня факела, а также обеспечивать адаптацию объема распределения воздуха факела к распределению плотности потока масляного тумана. . При этом в хвостовую часть факела следует подавать определенное количество воздуха для обеспечения выгорания частиц сажи и кокса.
Полностью автоматическая регулировка соотношения топлива и воздуха: экономия денег и польза для окружающей среды
1. Международные и отечественные тенденции системы сжигания и контроля:
1. Европейские и американские страны, представляющие передовые мировые технологии сжигания – безопасные, эффективные, экологически чистые и автоматические.
Все горелки регулируются дифференциальным, интегральным расчетом или более сложными расчетными инструментами (такими как: пропорциональный регулятор, ПЛК, крупномасштабное компьютерное управление и т. д.), по температуре воды на выходе из котла, давлению пара, расходу пара, содержанию кислорода в обнаружение дымовых газов, системы водоснабжения котла и других факторов, синхронная и непрерывная динамическая регулировка объема топлива и объема распределения воздуха. Одним словом, только тогда, когда условия горения регулируются синхронно и непрерывно с изменениями условий котла и выбросов дымовых газов, можно достичь эффекта высокой эффективности и защиты окружающей среды.
Стандарт горелки ЕС предусматривает, что горелка должна иметь: обнаружение давления ветра, обнаружение пламени, защиту от пламени, защиту от высокого давления газа, защиту от низкого давления газа, защиту от утечки газа, защиту от температуры выхлопных газов и т. д., а также требует, чтобы горелка и котел избыточное давление, избыточное давление, температура, уровень воды, непрерывная подача воды, температура выхлопных газов и т. д. заблокированы для защиты.При отказе котла горелка должна одновременно прекратить работу.
2. Внутреннее состояние и тенденция развития
В настоящее время существует три типа систем сгорания: полностью ручное управление, полностью автоматический позиционный тип и полностью автоматическая пропорциональная регулировка.
Полностью ручное управление: этот метод сжигания заключается в том, что топливо или газ сжигаются с фиксированной скоростью потока, а воздух смешивается с фиксированной скоростью потока.Он в основном распространен на крупных нефтяных месторождениях, таких как Дацин, Шэнли, Ляохэ и Западный Китай. топливом в основном является сырая нефть, а некоторые из них - тяжелая нефть; это метод сжигания, который фокусируется только на эффектах сгорания, а не на эксплуатационных расходах и безопасности, что приводит к большому количеству потерь энергии и несчастных случаев; в новой ситуации доминирует рыночная экономика преимущества, такие системы сжигания постепенно отдают предпочтение умным пользователям. Откажитесь, например: паровой котел 40T нефтеперерабатывающего завода Шэнхуа нефтяного университета (Дунъин) после тщательной демонстрации решил принять усовершенствованную систему сжигания - импортную смешанную масляно-газовую горелку.
Полностью автоматический тип положения: этот тип системы сгорания имеет все функции автоматической защиты и безопасности, но регулировка топлива и воздуха является одноступенчатой, двухступенчатой или трехступенчатой регулировкой, которая подходит для небольших котлов или промышленных печей.
Полностью автоматическая пропорциональная регулировка: использование пропорциональных регуляторов, ПЛК, DCS, BLM и т. д. для реализации логических расчетов соотношения топливно-воздушной смеси, реального и полного сгорания, максимальной экономии энергии и защиты окружающей среды. Отечественные типовые примеры: 6 котлов мощностью 114 МВт Пекинской теплоэлектростанции Шуанъюшу, котлы мощностью 35 тонн компании Shanghai Jinshan Petrochemical Co., Ltd., котлы мощностью 35 тонн Тяньцзиня № 1.
Рациональное использование энергии и защита окружающей среды являются важными вопросами национальной политики устойчивого развития в 21 веке.С развитием научных знаний и концепций активно продвигаются и применяются передовые системы сжигания.
3. Ассоциации промышленных котлов поручено соответствующими государственными ведомствами разработать «Стандарты автоматического управления жидкотопливными газовыми котлами». В это время по всей стране будет организована широкомасштабная деятельность по проверке безопасности нефтяных и газовых котлов.
2. Экономические преимущества системы сжигания с пропорциональной регулировкой:
1. Высокоэффективный и энергосберегающий режим работы котла: При условии выполнения технических требований он должен работать непрерывно с максимально малой нагрузкой. Это позволит сэкономить эксплуатационные расходы, а также продлить срок службы котла. Этот режим работы и его преимущества уже давно подтверждены и популяризированы многими пользователями и экспертами в Пекине.Одно только это позволяет экономить энергию на 8-15%, и реализовать такой режим работы может только система сжигания с пропорциональной регулировкой.
2. Эффективность сгорания: 99,9%, а именно: полное сгорание. (Полностью ручная система сжигания не может быть отрегулирована сложными изменениями нагрузки и изменениями содержания кислорода в дымовых газах. По опыту, ее эффективность сгорания обычно составляет около 85%)
3. Несколько параметров, влияющих на полное сгорание:
3.1 Температура и расход воздуха для горения
3.2 Меньший расход и коэффициент избытка воздуха для горения, например, природный газ теоретически расходует 8,4-9,9 куб воздуха на кубометр, коэффициент избытка 1,05-1,2, мазут теоретически расходует 10,6 куб воздуха на килограмм
3.3 Скорость и поток дымовых газов
3.4 Тип топлива, скорость впрыска, угол впрыска, теплота сгорания, состав и т. д.
3.5 Конструктивный тип котла
4. На примере тяжелой нефти рассчитать удельный расход нефти на тонну пара:
4.1 Теплотворная способность мазута обычно составляет 9700 ккал/кг.
4.2 При температуре перегретого пара 350 °С и плотности 15 кгс/см2 его теплотворная способность составляет 3139 кДж/кг, следовательно, теплотворная способность 1 т пара составляет:
Q=3139×1000／4,2=74,7×104 ккал
4.3 Тепловой КПД котла составляет 90 %, а расход масла на тонну пара составляет:
w=74,7×104 ккал÷9700÷0,9÷99,9%=86,1 кг
5. Сравнение экономических преимуществ системы сжигания с ручным управлением:
5.1 Для системы ручного сжигания в качестве примера возьмем мазут, расход масла на тонну пара:
вес=74,7×104÷9700÷85%÷90%=100,7 кг
5.2 Экономия топлива: одна тонна пара экономит 14,6 кг
(100,7-86,1) ÷ 100,7×100%=14,5%
5.3 Паровой котел на 20 т экономит топливо ежегодно, на примере мазута: 200 т пара требуется каждый день, и он работает в течение 300 дней.
200×14,6×300＝876000кг=876т
5.4 Ежегодно экономить 876 тонн мазута из расчета 1 500 юаней за тонну, 1 500×876=1 314 000=1 314 000 юаней.
6. Ущерб и увеличение стоимости, вызванные неполным сгоранием:
6.1 Мазут сгорает не полностью, а в дымовых газах образуется сажа, так как выжечь высокомолекулярные углеводороды относительно трудно.Если подача воздуха недостаточна или смесь частиц масла и воздуха неоднородна, высокомолекулярные углеводороды при высокой температуре и недостатке кислорода.При определенных условиях происходит крекинг, и технический углерод разлагается.Технический углерод представляет собой твердую частицу с размером частиц менее 1 мкм.Его химические свойства неактивны, а горение медленное. Поэтому после получения технического углерода его часто трудно выжечь.В тяжелых случаях несгоревший технический углерод попадет в дымовые газы и заставит дымоход испускать черный дым.
Компоненты битума в тяжелой нефти также будут разлагаться на твердый нефтяной кокс из-за недостатка кислорода. После разрушения нефтяного кокса он превращается в частицы кокса, которые также нелегко сжечь.Видно, что важной проблемой при сжигании мазута является необходимость своевременной подачи воздуха, необходимого для горения.
6.2 Неполное сгорание мазута, летучая зола, сажа, частицы кокса и подобные смолистые вещества будут смешиваться и прикрепляться к водяной стенке или пучку конвекционных труб, со временем образуя слой теплоизоляции, что значительно снижает тепловую эффективность Очистка котла увеличивает эксплуатационные расходы и вызывает неравномерный нагрев котла, сокращая срок службы котла.
6.3 Распределение воздуха ручной системы сжигания является первичным воздухом и не может быть отрегулировано автоматически.Это приведет к высокой температуре в области корня пламени и сильному тепловому излучению, что повысит температуру масляного сопла. нагревается до высокой температуры, будет осаждаться углерод, тем самым блокируя сопло и увеличивая расход топлива.Износ большого сопла ускорит повреждение распылителя, что приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание, что является большим препятствием для повышение производственных мощностей предприятий непрерывного производства.
Резюме: Своевременно подавайте соответствующее количество воздуха в различные зоны, чтобы избежать сажи, вызванной высокой температурой и недостатком кислорода, и обеспечить полное сгорание масла с наименьшим количеством избыточного воздуха. Вышеуказанные требования к сжиганию мазута достигаются горелкой. Масляная горелка в основном состоит из распылителя масла и регулятора подачи воздуха. Мазут распыляется на мелкие частицы масла через распылитель, распыляется в топку под определенным углом распыления и смешивается с потоком воздуха с определенной формой распределения скоростей, подаваемым через регулятор воздуха. Взаимодействие между масляным распылителем и регулятором воздуха должно обеспечивать своевременную подачу большей части воздуха, необходимого для горения, из корня факела, а также обеспечивать адаптацию объема распределения воздуха факела к распределению плотности потока масляного тумана. . При этом в хвостовую часть факела следует подавать определенное количество воздуха для обеспечения выгорания частиц сажи и кокса.
